邻近运营高铁路基设计的几点探讨
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, operating the highspeed railway and there are great difficulties and risks in its design and construction. Based on the , investigation of expressway widening and common speed railway double track project and combined with the subject
营安全[11]。
4 邻近运营高铁路堑设计方案研究
图 5 箱式路基 +钻孔桩基础方案
由于路堑工程施工对既有运营高铁和新增线
3.2 关于邻近运营高铁路堤设计的几点思考 上述四个方案均有各自的优缺点,相比而言,笔
路而言均为卸载过程,只要列车和轨道荷载不大于 挖方的荷载,一般不会存在变形问题。所以考虑邻
测设施,实时监测运营高铁路基面及边坡变形;建 土的扰动;同时成孔、下钢筋笼、回灌混凝土应快
议邻近高铁路堑尽量在高铁运营天窗期施工,已减 速、紧凑,避免成孔后放置时间长,造成塌孔影响邻
少施工对运营安全的影响;施工完后,高铁运营前 近高铁运营。
应对既有高铁路基及轨道进行检查,确保没有异物 (10)邻近运营高铁爆破施工对高铁运营影响
research results of the introduction of LianyungangZhenjiang Highspeed Railway into Zhenjiang Station of Shanghai
, Nanjing HighSpeed Railway this paper puts forward some subgrade design schemes close to the operation of highspeed , , railway conducts a comparative analysis of several schemes and provides some rational suggestions on subgrade design of
图1 引入既有高铁站前区间路堤代表性断面
注桩传递至深层持力层
或岩层,将新增荷载对
运营高铁的影响降到最
低[6]。但 该 方 案 实 施
需对既有高铁边坡进行
开挖,开挖过程对既有
高铁运营安全将造成较
大影响。
目前仅在一些离既 有线相对较远,不开挖
图 3
U 型槽 +钻孔桩方案
既有线的项目,采用了 U 型槽 + 钻孔桩方案,如商
目前邻近高铁设计桩板结构较多,如连镇线接入
帮宽路基采用 U 型槽[5]+ 钻孔灌注桩方案见 沪宁城际镇江站、鲁南高铁接入京沪高铁曲阜东站[9]
图 。3 U 型槽承受所有新增荷载,然后通过钻孔灌 等项目。现场施工遇到的问题较多,困难较大。
56
铁道建筑技术 ( ) RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 06
Discussion on the Subgrade Design of Adjacent Operating Highspeed Railway
YU Rongxi
( , , ) China Railway Shanghai Design Institute Group Co. Ltd. Shanghai 200081 China
平衡;结构比较复杂,偏心动载计算复杂;箱式路基 入的高铁站及前后路基设置深层位移计、孔隙水压
以便于后期进行新线施工时监测既有
高铁路基深层位移变化及孔隙水压变化。
②路基面监测:建议在已运营的高铁路基边
坡、路基面、支承层等位置采取全自动监测措施,以
便施工期间实时监测既有线变形,保证既有高铁运
3.1. 1 轻质混凝土帮宽 + 挖除回填置换方案(方
案一)
图 2 为软土地区高速铁路拓宽工程经常采用的
一种减少路基沉降的方法[3]。原理为用轻质混凝
土置换掉同等重量的土层,使换填底部的附加应力
基本为零,从而减少路基沉降。该方案施工简单、
快捷[4],但存在 3 个问题:(1)轻质混凝土及列车、
2 运营高铁变形控制标准
根据《上海铁路局工务安全管理办法》(上铁工 【2015】648 号)[2]:高铁无砟轨道路基和桥梁桩基 沉降或横向位移不得超过 1 mm;有砟轨道铁路路基 水平横向位移或垂向位移变化速率大于 2 mm/ d (施工时间大于 3 d 后按最近 3 d 平均值计算),或 累计水平(或垂直)变化量大于 10 mm 时应暂停施 工。按照上海路局文件要求,邻近无砟轨道高速铁 路施工,运营高铁沉降或横向位移不得超过 1 , mm
铁道建筑技术 ( ) RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 06
57
于荣喜:邻近运营高铁路基设计的几点探讨
确保可能的坠落物不侵入高铁线路;在二级边坡平 需根据不同的地质条件进行分析,对于软土地基,
台、运营高铁无砟轨道支承层侧面设置自动变形监 建议在施工过程中增加钢护筒,减少桩基施工对软
侵入高铁限界。
程度及爆破方案选择,目前尚无成熟经验,建议展
5 存在的问题及建议
开相关试验研究。
(1)目前对于邻近高铁设计施工,路内尚无明 6 结束语
55
于荣喜:邻近运营高铁路基设计的几点探讨
邻营施工压力及风险非常大。
3 邻近运营高铁路堤设计方案研究
3.1 方案研究 图1 为引入既有高铁站前区间路堤代表性断
面。由于要接入既有高铁,线间距无法拉开,必须 在运营高铁边进行路基帮宽。由于帮宽土石方、新 线轨道、新线列车荷载对于既有线而言均为新增荷 载,如何保证运营高铁沉降和横向变形控制在运营 要求之内,是设计的重难点。由于运营部门要求变 形控制在 1 mm,要通过理论计算得出新建路基对运 营路基的变形影响大小,目前的计算理论均达不到 该精度,只能从减少新增荷载和如何采用结构措施 来分担新增荷载来入手。
于荣喜:邻近运营高铁路基设计的几点探讨
3.1.4 箱式路基结构 +钻孔桩基础(方案四) 可以直接采用路基帮宽的形式施工新建路基。
采用钢筋混凝土倒梯形箱式路基 + 钻孔灌注
桩加固(见图 5),将轨道、列车荷载通过箱式路基、
钻孔桩传递至深层持力层或岩层,减少其对既有高
铁的影响。该方案优点:钻孔灌注桩在既有高铁坡
新的线(2路)是引否入可的以高这铁样站考及虑站:场在前预后估路后基续 进可行能超会
有 载
图 7 某邻近运营高铁路堑断面
主要采用以下方案措施:
预压(见图 6),其中超载部分可看作是对以后新增 (1)土方、风化岩尽量采用机械开挖;石方开挖
荷载的提前预压和检测。在超载预压作用下,如果 由外至内逐级、逐区域、反向开挖,采用机械凿岩、
影响几乎不可能,所以对运营高铁在施工及运营期 邻近运营高铁路堑断面见图 7。
间的沉降监测、评估资料进行分析,可能是一个相
对可行的办法。针对这点,有以下几点想法:
(1)应加强高铁特别是无砟轨道高铁站场及站
场前后路基的沉降监测和评估[10],确保监测数据的
真实性,以便后期如有新建高铁接入时可利用监测
资料结合新增荷载对运营高铁的影响进行评估。
轨道荷载对既有路基边坡仍有斜向压应力,可能会
引起运营高铁路基变形;(2)轻 性还有待考证;(3)挖除换填开
质 挖
混 基
坑凝对土既本 有身
耐 高
久 铁
图 4 上承式桩板结构 +板下回填轻质混凝土方案
(1)一般既有高铁地基都采用桩基处理,多为
运营也存在影响。
CFG 桩,钻孔灌注桩施工容易与既有桩基、桩帽、扩
伴随高速铁路快速发展,越来越多的项目由于 接入既有运营高铁网的需要或地形、地貌、既有构 筑物限制,不可避免地遇到邻近运营高铁设计施工 的问题。由于高速铁路特别是设计时速 350 km 的 无砟轨道高速铁路[1],运营期间对轨道的变形要求 极其苛刻,邻近其施工存在较大困难及风险。设 计、施工过程如何减少对运营高铁的影响,是目前 需要解决的问题。
收基作稿金者日项简期目介:::2中于02铁荣1上喜0海(41设9803计7—院)集,男团,有湖限南公怀司化科人研,高课级题工项程目师(集,主1要4从07事)路基设计方面的工作;Email:yrx@ sty. sh. cn
铁道建筑技术 ( ) RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 06
变形监测数据显示路基沉降已经稳定,是否可以得出 静态爆破、控制爆破[12]等开挖方式。
这样一个结论:在两侧新增荷载传递至既有高铁路基 (2)逐级拆除既有支挡、防护工程。
基底的荷载小于或等于超载预压传递至既有高铁路 (3)土石方施工及拆除既有运营高铁边坡施工
基基底荷载时,新增荷载对既有高铁变形没有影响, 中在运营高铁坡脚或挡墙顶平台设置被动防护网,
大桩头发生冲突,造成桩基施工困难。
(2)接触网立柱外侧2 m 左右路基面上方约6 m
有一条电气化贯通高压线,距离内侧排桩较近,一
般桩基施工机具无法满足安全距离要求。
(3)桩基施工需搭设施工平台,施工平台及桩
图 2 轻质混凝土回填置换土层
3. 1. 2 U 型槽 + 钻孔桩方案(方案二)
基施工机械设备作为荷载在施工期间对运营高铁 的影响难以预测。
调研,同时结合连镇高铁引入运营沪宁高铁镇江站工程课题研究结果,提出几种邻近运营高铁路基设计方案,并进
行多方案对比分析,给出一些邻近运营高铁路基设计合理建议。
关键词:邻近运营高铁 路基设计 变形控制 方案对比
中图分类号: 文献标识码: : U213. 1
A DOI 10. 3969 / j. issn. 10094539. 2021. 06. 012
文章编号: ( ) 1009 4539 2021 06 0055 04
邻近运营高铁路基设计的几点探讨
于荣喜
(中铁上海设计院集团有限公司 上海 ) 200071
摘 要:伴随高速铁路快速发展,越来越多建设项目遇到邻近运营高铁路基设计及施工问题。高速铁路运营对路
基变形要求非常高,邻近其设计、施工存在较大困难及风险。本文通过对高速公路加宽、普速铁路复线工程等进行
脚外施工,不会与既有线地基加固桩发生冲突;离
电气化贯通线较远,桩基施工机具受影响较小;沿 既构有所边承坡受轨浇道筑、,列对车既荷有载线为路偏基心影荷响载较;小轨 。道缺结点构:结恒
图 6 超载预压
(3)邻营施工应加强监测
载可采用对称配置衡重块来平衡,但列车活载无法 ①深层监测:在预估后续可能会有新的线路引
: ’ , Abstract With the rapid development of China s highspeed railway more and more projects encounter the problems of
subgrade design and construction near the operation of highspeed railway. There is a high demand for deformation while
合杭高铁接入既有合蚌高铁合肥北城站等。
3.1.3 上承式桩板结构 + 板下回填轻质混凝土
(方案三)
采用上承式桩板结构[7],使轨道、列车荷载通
过桩板结构传递至深层持力层或岩层[8],板下采用
轻质混凝土回填(见图 4)。该方案施工不需要开挖
既有线边坡,对既有线路基影响较小,但现场施工
也存在以下几个问题:
adjacent operating highspeed railway.
: ; ; ; Key words close to operating highspeed railway subgrade design deformation control scheme comparison
1 引言
者认为方案四,即箱式路基 +钻孔灌注桩方案对既有 线影响相对较小,施工相对方便,值得进一步研究。
近高铁路堑工程最大的问题是新线路堑土石方开 挖、爆破、既有线支挡、防护工程拆除等工程施工时
由于运营高铁对变形控制要求严格,想要通过 对既有线的影响。影响因素主要为防止异物侵入
纯理论分析评估新增路基对既有运营高铁的变形 运营高铁限界,及爆破振动对运营高铁的影响。某
营安全[11]。
4 邻近运营高铁路堑设计方案研究
图 5 箱式路基 +钻孔桩基础方案
由于路堑工程施工对既有运营高铁和新增线
3.2 关于邻近运营高铁路堤设计的几点思考 上述四个方案均有各自的优缺点,相比而言,笔
路而言均为卸载过程,只要列车和轨道荷载不大于 挖方的荷载,一般不会存在变形问题。所以考虑邻
测设施,实时监测运营高铁路基面及边坡变形;建 土的扰动;同时成孔、下钢筋笼、回灌混凝土应快
议邻近高铁路堑尽量在高铁运营天窗期施工,已减 速、紧凑,避免成孔后放置时间长,造成塌孔影响邻
少施工对运营安全的影响;施工完后,高铁运营前 近高铁运营。
应对既有高铁路基及轨道进行检查,确保没有异物 (10)邻近运营高铁爆破施工对高铁运营影响
research results of the introduction of LianyungangZhenjiang Highspeed Railway into Zhenjiang Station of Shanghai
, Nanjing HighSpeed Railway this paper puts forward some subgrade design schemes close to the operation of highspeed , , railway conducts a comparative analysis of several schemes and provides some rational suggestions on subgrade design of
图1 引入既有高铁站前区间路堤代表性断面
注桩传递至深层持力层
或岩层,将新增荷载对
运营高铁的影响降到最
低[6]。但 该 方 案 实 施
需对既有高铁边坡进行
开挖,开挖过程对既有
高铁运营安全将造成较
大影响。
目前仅在一些离既 有线相对较远,不开挖
图 3
U 型槽 +钻孔桩方案
既有线的项目,采用了 U 型槽 + 钻孔桩方案,如商
目前邻近高铁设计桩板结构较多,如连镇线接入
帮宽路基采用 U 型槽[5]+ 钻孔灌注桩方案见 沪宁城际镇江站、鲁南高铁接入京沪高铁曲阜东站[9]
图 。3 U 型槽承受所有新增荷载,然后通过钻孔灌 等项目。现场施工遇到的问题较多,困难较大。
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铁道建筑技术 ( ) RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 06
Discussion on the Subgrade Design of Adjacent Operating Highspeed Railway
YU Rongxi
( , , ) China Railway Shanghai Design Institute Group Co. Ltd. Shanghai 200081 China
平衡;结构比较复杂,偏心动载计算复杂;箱式路基 入的高铁站及前后路基设置深层位移计、孔隙水压
以便于后期进行新线施工时监测既有
高铁路基深层位移变化及孔隙水压变化。
②路基面监测:建议在已运营的高铁路基边
坡、路基面、支承层等位置采取全自动监测措施,以
便施工期间实时监测既有线变形,保证既有高铁运
3.1. 1 轻质混凝土帮宽 + 挖除回填置换方案(方
案一)
图 2 为软土地区高速铁路拓宽工程经常采用的
一种减少路基沉降的方法[3]。原理为用轻质混凝
土置换掉同等重量的土层,使换填底部的附加应力
基本为零,从而减少路基沉降。该方案施工简单、
快捷[4],但存在 3 个问题:(1)轻质混凝土及列车、
2 运营高铁变形控制标准
根据《上海铁路局工务安全管理办法》(上铁工 【2015】648 号)[2]:高铁无砟轨道路基和桥梁桩基 沉降或横向位移不得超过 1 mm;有砟轨道铁路路基 水平横向位移或垂向位移变化速率大于 2 mm/ d (施工时间大于 3 d 后按最近 3 d 平均值计算),或 累计水平(或垂直)变化量大于 10 mm 时应暂停施 工。按照上海路局文件要求,邻近无砟轨道高速铁 路施工,运营高铁沉降或横向位移不得超过 1 , mm
铁道建筑技术 ( ) RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 06
57
于荣喜:邻近运营高铁路基设计的几点探讨
确保可能的坠落物不侵入高铁线路;在二级边坡平 需根据不同的地质条件进行分析,对于软土地基,
台、运营高铁无砟轨道支承层侧面设置自动变形监 建议在施工过程中增加钢护筒,减少桩基施工对软
侵入高铁限界。
程度及爆破方案选择,目前尚无成熟经验,建议展
5 存在的问题及建议
开相关试验研究。
(1)目前对于邻近高铁设计施工,路内尚无明 6 结束语
55
于荣喜:邻近运营高铁路基设计的几点探讨
邻营施工压力及风险非常大。
3 邻近运营高铁路堤设计方案研究
3.1 方案研究 图1 为引入既有高铁站前区间路堤代表性断
面。由于要接入既有高铁,线间距无法拉开,必须 在运营高铁边进行路基帮宽。由于帮宽土石方、新 线轨道、新线列车荷载对于既有线而言均为新增荷 载,如何保证运营高铁沉降和横向变形控制在运营 要求之内,是设计的重难点。由于运营部门要求变 形控制在 1 mm,要通过理论计算得出新建路基对运 营路基的变形影响大小,目前的计算理论均达不到 该精度,只能从减少新增荷载和如何采用结构措施 来分担新增荷载来入手。
于荣喜:邻近运营高铁路基设计的几点探讨
3.1.4 箱式路基结构 +钻孔桩基础(方案四) 可以直接采用路基帮宽的形式施工新建路基。
采用钢筋混凝土倒梯形箱式路基 + 钻孔灌注
桩加固(见图 5),将轨道、列车荷载通过箱式路基、
钻孔桩传递至深层持力层或岩层,减少其对既有高
铁的影响。该方案优点:钻孔灌注桩在既有高铁坡
新的线(2路)是引否入可的以高这铁样站考及虑站:场在前预后估路后基续 进可行能超会
有 载
图 7 某邻近运营高铁路堑断面
主要采用以下方案措施:
预压(见图 6),其中超载部分可看作是对以后新增 (1)土方、风化岩尽量采用机械开挖;石方开挖
荷载的提前预压和检测。在超载预压作用下,如果 由外至内逐级、逐区域、反向开挖,采用机械凿岩、
影响几乎不可能,所以对运营高铁在施工及运营期 邻近运营高铁路堑断面见图 7。
间的沉降监测、评估资料进行分析,可能是一个相
对可行的办法。针对这点,有以下几点想法:
(1)应加强高铁特别是无砟轨道高铁站场及站
场前后路基的沉降监测和评估[10],确保监测数据的
真实性,以便后期如有新建高铁接入时可利用监测
资料结合新增荷载对运营高铁的影响进行评估。
轨道荷载对既有路基边坡仍有斜向压应力,可能会
引起运营高铁路基变形;(2)轻 性还有待考证;(3)挖除换填开
质 挖
混 基
坑凝对土既本 有身
耐 高
久 铁
图 4 上承式桩板结构 +板下回填轻质混凝土方案
(1)一般既有高铁地基都采用桩基处理,多为
运营也存在影响。
CFG 桩,钻孔灌注桩施工容易与既有桩基、桩帽、扩
伴随高速铁路快速发展,越来越多的项目由于 接入既有运营高铁网的需要或地形、地貌、既有构 筑物限制,不可避免地遇到邻近运营高铁设计施工 的问题。由于高速铁路特别是设计时速 350 km 的 无砟轨道高速铁路[1],运营期间对轨道的变形要求 极其苛刻,邻近其施工存在较大困难及风险。设 计、施工过程如何减少对运营高铁的影响,是目前 需要解决的问题。
收基作稿金者日项简期目介:::2中于02铁荣1上喜0海(41设9803计7—院)集,男团,有湖限南公怀司化科人研,高课级题工项程目师(集,主1要4从07事)路基设计方面的工作;Email:yrx@ sty. sh. cn
铁道建筑技术 ( ) RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 06
变形监测数据显示路基沉降已经稳定,是否可以得出 静态爆破、控制爆破[12]等开挖方式。
这样一个结论:在两侧新增荷载传递至既有高铁路基 (2)逐级拆除既有支挡、防护工程。
基底的荷载小于或等于超载预压传递至既有高铁路 (3)土石方施工及拆除既有运营高铁边坡施工
基基底荷载时,新增荷载对既有高铁变形没有影响, 中在运营高铁坡脚或挡墙顶平台设置被动防护网,
大桩头发生冲突,造成桩基施工困难。
(2)接触网立柱外侧2 m 左右路基面上方约6 m
有一条电气化贯通高压线,距离内侧排桩较近,一
般桩基施工机具无法满足安全距离要求。
(3)桩基施工需搭设施工平台,施工平台及桩
图 2 轻质混凝土回填置换土层
3. 1. 2 U 型槽 + 钻孔桩方案(方案二)
基施工机械设备作为荷载在施工期间对运营高铁 的影响难以预测。
调研,同时结合连镇高铁引入运营沪宁高铁镇江站工程课题研究结果,提出几种邻近运营高铁路基设计方案,并进
行多方案对比分析,给出一些邻近运营高铁路基设计合理建议。
关键词:邻近运营高铁 路基设计 变形控制 方案对比
中图分类号: 文献标识码: : U213. 1
A DOI 10. 3969 / j. issn. 10094539. 2021. 06. 012
文章编号: ( ) 1009 4539 2021 06 0055 04
邻近运营高铁路基设计的几点探讨
于荣喜
(中铁上海设计院集团有限公司 上海 ) 200071
摘 要:伴随高速铁路快速发展,越来越多建设项目遇到邻近运营高铁路基设计及施工问题。高速铁路运营对路
基变形要求非常高,邻近其设计、施工存在较大困难及风险。本文通过对高速公路加宽、普速铁路复线工程等进行
脚外施工,不会与既有线地基加固桩发生冲突;离
电气化贯通线较远,桩基施工机具受影响较小;沿 既构有所边承坡受轨浇道筑、,列对车既荷有载线为路偏基心影荷响载较;小轨 。道缺结点构:结恒
图 6 超载预压
(3)邻营施工应加强监测
载可采用对称配置衡重块来平衡,但列车活载无法 ①深层监测:在预估后续可能会有新的线路引
: ’ , Abstract With the rapid development of China s highspeed railway more and more projects encounter the problems of
subgrade design and construction near the operation of highspeed railway. There is a high demand for deformation while
合杭高铁接入既有合蚌高铁合肥北城站等。
3.1.3 上承式桩板结构 + 板下回填轻质混凝土
(方案三)
采用上承式桩板结构[7],使轨道、列车荷载通
过桩板结构传递至深层持力层或岩层[8],板下采用
轻质混凝土回填(见图 4)。该方案施工不需要开挖
既有线边坡,对既有线路基影响较小,但现场施工
也存在以下几个问题:
adjacent operating highspeed railway.
: ; ; ; Key words close to operating highspeed railway subgrade design deformation control scheme comparison
1 引言
者认为方案四,即箱式路基 +钻孔灌注桩方案对既有 线影响相对较小,施工相对方便,值得进一步研究。
近高铁路堑工程最大的问题是新线路堑土石方开 挖、爆破、既有线支挡、防护工程拆除等工程施工时
由于运营高铁对变形控制要求严格,想要通过 对既有线的影响。影响因素主要为防止异物侵入
纯理论分析评估新增路基对既有运营高铁的变形 运营高铁限界,及爆破振动对运营高铁的影响。某